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ASTROSEISMOLOGIE
Beobachtungen im Inneren eines pulsierenden Sterns
Redaktion
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21. Mai 2002

In den kommenden Wochen wird ein internationales Team von Astronomen mit mehr als fünfzehn Teleskopen auf der ganzen Welt Beobachtungen durchführen. Mit dem daraus resultierenden Datenmaterial von über einhundert Nächten wollen die Forscher Aufschluss über die innere Struktur eines einzelnen Sternes gewinnen. Ein gewaltiger Aufwand für eine Sonne, der sich aber - so die Hoffung - lohnen dürfte. 

Im Sternbild "Schlange" befindet sich der veränderliche Stern V338 Ser, der mit mehreren Perioden im Bereich von etwa 10 Minuten pulsiert. Dabei handelt es sich um einen sehr alten, ausgebrannten Stern, der seine äußeren Schichten verloren zu haben scheint. Die Astronomen wollen nun erforschen, wie alt der Stern genau ist und wie viel von seiner Hülle verschwunden ist. Normalerweise ist es nicht möglich, in das Innere eines Sterns hineinzuschauen. Doch die Oberflächen einiger Sterne, wie zum Beispiel auch der Sonne, schwingen auf- und abwärts. Diese Pulsationen können durch Messmethoden, wie sie auch in der Seismologie verwendet werden, mehr über den Aufbau des Sterns verraten.

In der Seismologie werden Wellen gemessen, die von Erdbeben oder bewusst ausgelösten Explosionen durch die Erdkruste geschickt werden. Sie geben Aufschluss über die jeweiligen Dichten in unterschiedlichen Schichten. Astronomen nehmen die natürlich vorkommenden Pulsationen zu Hilfe, um an Sternen ganz ähnliche Studien durchzuführen. Die Geschwindigkeit der Oberflächenbewegungen erlaubt Rückschlüsse auf die Dichtestruktur im Inneren, und jede Schwingung für sich "misst" dabei eine andere Tiefe aus.

Das Multi-Site Spectroscopic Telescope ist ein internationales Projekt unter der Leitung von Prof. Ulrich Heber von der Dr.-Remeis-Sternwarte Bamberg der Universität Erlangen-Nürnberg. Dr. Stefan Dreizler von der Universität Tübingen, Dr. Simon Jeffery vom Armagh Observatory in Nordirland und Simon O'Toole von der University of Sydney in Australien betreuen jeweils eines von drei untergeordneten Projekten, in denen durch unterschiedliche Beobachtungen derselbe Stern untersucht wird. Die fünfzehn Teleskope mit einem Durchmesser von einem bis vier Metern, die von den Astronomen zusammengeschlossen wurden, sind rund um den Globus auf über sieben Laender verteilt, darunter Australien, China, Südafrika, Italien, Spanien, Chile und die USA.

Die rund 25 beteiligten Astronomen werden messen, wie viel Licht der Stern insgesamt ausstrahlt und mit welcher Geschwindigkeit sich seine Oberfläche hin -und herbewegt. Dabei werden sie zusätzlich von Kollegen unterstützt, die das Whole Earth Telescope betreiben - einen ähnlichen internationalen Zusammenschluss von Teleskopen, bei dem jedoch ausschließlich Lichtänderungen ausgewertet werden, um seismologische Analysen schnell veränderlicher Sterne durchzuführen.

Der Grund für ein solch groß angelegtes Projekt ist, dass sehr viel Teleskopzeit notwendig ist, um die äußerst schwachen Signale zu messen und aufzulösen. Unterbrechungen im Tagesrhythmus und die störende Sonne können die Interpretation dieser Signale unmöglich machen. Verwendet man jedoch mehrere, über den ganzen Erdball verteilte Teleskope, so geht der Stern für dieses "Gesamtteleskop" nie unter. Dieses Prinzip ist schon mehrmals erfolgreich in Projekten mit ähnlichen Anforderungen angewandt worden.

Das Multi-Site Spectroscopic Telescope bringt jedoch zum ersten Mal für einen anderen Stern als der Sonne Beobachtungen der Lichtvariationen und gleichzeitig der Variationen im Spektrum zusammen, aus denen die Informationen über die Bewegungen der Sternoberfläche abgeleitet werden. Simon Jeffery erklaert: "Dieses Projekt gibt uns die bisher beste Gelegenheit, die Schwingungen zuzuordnen und einen Stern dieser Art astroseismologisch zu untersuchen. Es wird zusätzlich zur Entwicklung einer Reihe neuer Techniken zur Erforschung des inneren Aufbaus auch vieler anderer Sterne führen." Die ersten Teleskope haben am Dienstag, dem 14. Mai 2002, angefangen, Daten aufzunehmen. Die Beobachtungen werden bis zum 24. Juni weiterlaufen.

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